ONS系統具有類似于DNS系統的分布式層次結構，具有自身的查詢機制。ONS基礎解析網絡主要由映射信息、根ONS (Root ONS)服務器、本地ONS (Local ONS)服務器、ONS本地緩存(ONS Cache)和本地ONS解算器(Local ONS Resolver) 5部分組成。
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(1)映射信息是ONS所提供服務的實質性內容，用于指定EPC與相關的URI的映射關系。映射信息分布式存儲在各個不同層次的ONS服務器中，以便于分層管理大量的映射信息。
(2)根ONS服務器處于ONS層次結構中的最高層，擁有EPC名字空間中的最高層域名。基本上所有的ONS查詢都是從根ONS服務器開始的，對根ONS服務器的性能要求很高。同時，各層ONS服務器的本地緩存也顯得非常重要，因為這些緩存可以明顯地減少對根ONS服務器的查詢請求數量。
(3)任何本地ONS服務器均可申請查詢物品的詳細信息，并將閱讀器讀取的物品標簽代碼通過查詢與物品信息服務器中的物品信息進行映射。
(4) ONS本地緩存可以將經常查詢的和最近查詢的"查詢一應答"值保存起來，作為ONS查詢的第一入口點，這樣可以減少對外查詢的數量，既提高了本地響應效率也減小了對根ONS服務器的查詢壓力。ONS本地緩存同時也用于響應企業內部的ONS查詢，這些內部ONS查詢用于對物品的跟蹤。通過將這些本地緩存中的內部EPC作為寄存EPC注冊到動態ONS,即可實現在物流鏈上對物品移動位置的跟蹤。
(5)本地ONS解算器負責ONS查詢前的編碼 和查詢語句格式化工作。本地ONS解算器首先將需要查詢的EPC轉換為EPC域前綴名，再將EPC域前綴名與EPC域后綴名結合成一個完整的EPC域名，最后由本地ONS解算器負責用這個完整的EPC域名進行ONS查詢。
首先，標簽解讀器從RFID標簽上讀取EPC序列，并將這個EPC序列發送到本地中間件服務器。其次，中間件服務器(根據標簽數據標準)把這些比特流轉換成URI形式，再將此URI發送給本地ONS解算器。本地ONS解算器接收到此URI后將其轉換為域名形式，然后進行次ONS查詢(ONS Query) ，將EPC域名發送到指定的ONS基礎架構服務器，以獲取所需的信息。ONS基礎架構服務器返回一系列記錄回答，其中包含指向一個或者多個相關服務的URI。最后，本地ONS解算器從返回的記錄中提取出需要的EPCIS服務器的URI,并將其返回給本地ONS服務器，中間件服務器最終連接上目的EPCIS服務器。
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